腫塊邊緣三維超聲成像技術(shù)在乳腺良惡性腫塊判別中的應(yīng)用

高 勇（南通市第一人民醫(yī)院超聲醫(yī)學(xué)科 江蘇 南通 226001）

乳腺癌為中青年女性最常見(jiàn)的惡性腫瘤，發(fā)病率為10%～15%[1]。近年來(lái)其發(fā)病率在我國(guó)明顯上升，其低齡化傾向已逐漸顯現(xiàn)，已升至女性惡性腫瘤中的第1位。乳腺癌患者生存率的提高要得益于乳腺癌的早期診斷，及早發(fā)現(xiàn)是本病預(yù)后的關(guān)鍵。

國(guó)內(nèi)檢查乳腺疾病首選超聲檢查，傳統(tǒng)的二維超聲檢查主要通過(guò)觀察病灶形態(tài)及內(nèi)部回聲等指標(biāo)進(jìn)行診斷，因?yàn)橥ㄟ^(guò)圖像的判斷要取決于超聲操作者的經(jīng)驗(yàn)，存在主觀性，所以對(duì)乳腺腫物的良惡性鑒別意義爭(zhēng)議較大，不同研究結(jié)果之間也存在很大的差異。

近來(lái)，隨著彩色多普勒血流顯像和彈性成像診斷等多種技術(shù)的開(kāi)展，彩色多普勒聯(lián)合二維超聲檢查乳腺腫塊的良惡性的準(zhǔn)確性有報(bào)道為94.2%[2]。吳杰燕報(bào)道乳腺腫塊的彈性成像的準(zhǔn)確性為83.3%，常規(guī)檢查結(jié)合彈性成像的準(zhǔn)確性達(dá)到91.93%[3]。三維超聲給二維超聲予以補(bǔ)充，會(huì)對(duì)診斷乳腺良惡性腫瘤的鑒別診斷提供更大的幫助[4]。

本文提出一種新的判斷乳腺良惡性腫塊的方法，利用超聲三維成像技術(shù)，對(duì)腫塊邊緣與其相鄰組織之間回聲改變進(jìn)行了分析，報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 資料

研究對(duì)象共73例，均為女性，腫塊性質(zhì)均經(jīng)手術(shù)與病理證實(shí)。

乳腺癌組：27例，年齡36～75歲，平均54.7歲，均為乳腺浸潤(rùn)性導(dǎo)管癌。大小10mm～32mm不等，平均18.5mm。

乳腺纖維瘤組：24例，年齡16～37歲，平均26.4歲。大小12mm～37mm不等，平均17.1mm。

乳腺囊腫組：22例，年齡22～54歲，平均41.1歲。大小15mm～32mm不等，平均22.3mm。

1.2 使用儀器

美國(guó)飛利浦EPIQ7超聲診斷儀，帶有實(shí)時(shí)淺表三維容積成像探頭，探頭型號(hào)VL13-5，圖像采集后采用儀器自帶的Qlab分析軟件進(jìn)行后處理。

1.3 檢測(cè)方法

（1）被檢查者取仰臥位，充分暴露兩側(cè)乳房，探頭按順序適當(dāng)輕加壓進(jìn)行檢查，調(diào)節(jié)增益使圖像清晰度最大化，在二維的模式下觀察腫塊的邊緣、內(nèi)部回聲情況、血流等信息，然后開(kāi)啟3D模式，設(shè)置感興趣的區(qū)域，進(jìn)行三維成像。

（2）啟動(dòng)設(shè)備自帶的Qlab，對(duì)在X軸面的二維圖像編輯感興趣的區(qū)域，Slice調(diào)節(jié)需要觀測(cè)的平面，點(diǎn)擊Top或Bottom鍵，產(chǎn)生靜態(tài)的三維立體成像模式。

（3）增加Threshold（閾值），使目標(biāo)區(qū)域（乳腺腫塊）回聲逐步改變，得到目標(biāo)區(qū)域二值圖像，同時(shí)不改變背景區(qū)域（正常乳腺組織）回聲，即為目標(biāo)區(qū)域閾值，目標(biāo)與背景灰度形成有較強(qiáng)對(duì)比得到封閉且連通區(qū)域的邊界，最后對(duì)處理后的三維成像圖中腫塊邊緣進(jìn)行觀測(cè)。

1.4 判定標(biāo)準(zhǔn)

腫塊邊緣部分與其相鄰組織之間出現(xiàn)明顯的“暗帶”，則為陽(yáng)性，判定為惡性腫塊?！鞍祹А钡某霈F(xiàn)可以有多種形態(tài)（圖A、圖B、圖C）。腫塊邊緣部分與其相鄰組織之間沒(méi)有出現(xiàn)“暗帶”，則為陰性（圖D），判定為良性腫塊。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

良性組與惡性組采用卡方檢驗(yàn)進(jìn)行分析，P＜0.05為兩組之間的差異具有顯著性的意義。

2 結(jié)果

見(jiàn)表1。

表1 46例良性腫塊與27例惡性腫塊超聲三維立體成像其邊緣與正常組織之間回聲狀況分析

3 討論

對(duì)乳腺腫塊良惡性的判別是依據(jù)如腫塊實(shí)質(zhì)堅(jiān)硬程度，內(nèi)部血供豐富及出現(xiàn)細(xì)小鈣化回聲狀況，腫塊邊緣生長(zhǎng)模式等，但后者最為重要，在病理切片分析上也常依據(jù)與此。所以研究腫塊邊緣特征在判斷乳腺腫塊良惡性方面有較大的價(jià)值。

醫(yī)學(xué)圖像目標(biāo)邊緣的提取方法在國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)中已有過(guò)多次報(bào)道，較為常見(jiàn)的有Snake模型用于超聲圖像特別是序列超聲圖像的目標(biāo)邊緣檢測(cè)[5]。近年來(lái)對(duì)乳腺腫瘤的脫機(jī)二維超聲圖像進(jìn)行邊緣提取也陸續(xù)有文獻(xiàn)發(fā)表。陳秋霞等[6]報(bào)道利用各向異性擴(kuò)散濾波方法和Level Set變分模型應(yīng)用于乳腺腫瘤超聲圖像是可行的，能夠得到較好的邊緣分割結(jié)果。而且用模糊C均值進(jìn)行基于紋理特征的乳腺腫瘤良惡性判別也獲得了比較滿(mǎn)意的結(jié)果，對(duì)惡性腫瘤的敏感性為60%。沈嘉琳等[7]研究超聲圖像的灰度分布和梯度變化，提出了一種基于灰度閾值分割和動(dòng)態(tài)規(guī)劃的綜合算法：先對(duì)超聲圖像進(jìn)行預(yù)處理（濾除噪聲、增強(qiáng)圖像），然后用灰度閾值分割法對(duì)腫瘤邊緣進(jìn)行初步定位，再通過(guò)動(dòng)態(tài)規(guī)劃法對(duì)該初始邊緣進(jìn)行修正，使最終邊緣更為接近腫瘤的實(shí)際邊緣，相似率達(dá)到94%。

采用三維技術(shù)方面，劉志聰?shù)萚8]對(duì)18例乳腺癌圖像進(jìn)行了三維重建，顯示腫塊邊界呈菜花狀、蟹足樣伸向周?chē)M織。Rotten等[9]報(bào)道，乳腺惡性腫物中出現(xiàn)匯聚征占92.8%。于山山[10]報(bào)道提出了一種基于區(qū)域生長(zhǎng)和多尺度形態(tài)學(xué)的乳腺腫瘤超聲圖像邊緣提取方法，對(duì)原始超聲圖像預(yù)處理之后進(jìn)行區(qū)域生長(zhǎng)獲取初始腫瘤區(qū)域，再經(jīng)多尺度形態(tài)學(xué)濾波和連通區(qū)域標(biāo)記處理，使用計(jì)算取得乳腺腫瘤的邊緣，顯示惡性腫塊邊界的特征性“匯聚征”，其原理可能是因?yàn)槿S超聲能動(dòng)態(tài)顯示惡性腫塊邊界向外浸潤(rùn)的“蟹足”。

我們注意到腫塊的“蟹足”深入周邊正常組織，與其膠著在一起，在二維灰度變化上小的“蟹足”肉眼往往難以識(shí)別。普通三維超聲多平面成像模式作為一種新技術(shù)，增加了二維檢查所不能觀測(cè)到的腫塊冠狀面，缺點(diǎn)是冠狀面仍以二維灰階表達(dá)，不能克服二維檢查時(shí)出現(xiàn)的同樣問(wèn)題。

因此在獲得三個(gè)方位圖后，計(jì)算機(jī)重建立體三維模式以便更準(zhǔn)確的觀察腫塊的空間解剖結(jié)構(gòu)顯得尤為重要。我們利用閾值對(duì)原始數(shù)據(jù)進(jìn)行后處理，利用圖像中要提取的目標(biāo)區(qū)域與其背景在灰度特性上的差異，把乳腺腫塊回聲與周?chē)Ｈ橄俳M織看作具有不同灰度級(jí)的兩類(lèi)區(qū)域（目標(biāo)區(qū)域和背景區(qū)域）的組合，選取一個(gè)比較合理的閾值，以確定圖像中每個(gè)像素點(diǎn)應(yīng)該屬于目標(biāo)區(qū)域還是背景區(qū)域，使目標(biāo)區(qū)域產(chǎn)生明確的邊界，同時(shí)目標(biāo)區(qū)域內(nèi)等回聲強(qiáng)化，低回聲弱化成相應(yīng)的二值圖像，便于肉眼的觀測(cè)。

良性腫瘤由于沒(méi)有深入正常組織內(nèi)的病變組織且回聲基本均勻，所以在三維立體成像圖上理論上不會(huì)出現(xiàn)“暗帶”現(xiàn)象。實(shí)際操作中在二維成像中較大的腫塊兩側(cè)出現(xiàn)折射聲影偽像，這種偽像呈弱回聲，所以在后處理中就出現(xiàn)了不同程度的“暗帶”現(xiàn)象。本文兩例纖維瘤出現(xiàn)假陽(yáng)性就是因?yàn)檫@種偽像的出現(xiàn)而導(dǎo)致。因此需結(jié)合二維聲像圖加以識(shí)別。

本文通過(guò)三維重建并通過(guò)閾值處理所獲得的聲像圖中的“暗帶”，暗示的腫瘤浸潤(rùn)范圍與手術(shù)后的大體標(biāo)本大致是相一致的，有5例乳腺惡性腫瘤出現(xiàn)了假陰性，這有待今后進(jìn)一步研究。

綜上所述，本方法與其他方法比較其優(yōu)點(diǎn)在于所采集的圖像不需要脫機(jī)對(duì)腫塊的聲像圖進(jìn)行后處理，由超聲醫(yī)生實(shí)施而非圖像工程師，操作簡(jiǎn)便，同時(shí)可以結(jié)合二維圖像一并進(jìn)行分析，提高超聲診斷乳腺良惡性腫塊的準(zhǔn)確性。